分析半導(dǎo)體行業(yè)大功率 LED 封裝工藝技術(shù)

LED的工藝設(shè)計(jì)包括芯片的設(shè)計(jì)以及芯片的封裝。目前，大功率LED的封裝技術(shù)及其散熱技術(shù)是當(dāng)今社會(huì)研究的熱點(diǎn)。

　　由于大功率LED封裝工藝流程講起來(lái)比較簡(jiǎn)單，但是實(shí)際的工藝中是非常復(fù)雜的。而且LED封裝技術(shù)直接影響了LED的使用壽命。所以在大功率LED封裝過(guò)程中，要考慮到諸多因素，例如，光、熱、電、機(jī)械等諸多因素。

　　光學(xué)方面要考慮到大功率LED光衰問(wèn)題、熱學(xué)方面要考慮到大功率LED的散熱問(wèn)題、電學(xué)方面要考慮到大功率LED的驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)、機(jī)械方面要考慮到封裝過(guò)程中LED的封裝形式等。

　　1大功率LED封裝的要求及關(guān)鍵技術(shù)

　　大功率LED具有壽命長(zhǎng)、低污染、低功耗、節(jié)能和抗沖擊等優(yōu)點(diǎn)。跟傳統(tǒng)的照明器具相比較，大功率LED不僅單色性好、光學(xué)效率高、光效強(qiáng)，而且可以滿足不同的需要高顯色指數(shù)。盡管如此，大功率LED的封裝工藝卻有嚴(yán)格的要求。

　　具體體現(xiàn)在：①低成本；②系統(tǒng)效率最大化；③易于替換和維護(hù)；④多個(gè)LED可實(shí)現(xiàn)模塊化；⑤散熱系數(shù)高等簡(jiǎn)單的要求。

　　根據(jù)大功率LED封裝技術(shù)要考慮的種種因素，在封裝關(guān)鍵技術(shù)方面也提出了幾點(diǎn)。主要包括：

　　（1）在大功率LED散熱方面：考慮到低熱阻封裝。LED芯片是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，是LED光源的核心部分。由于大功率LED芯片大小不一，并且在驅(qū)動(dòng)方式上采用的是恒流驅(qū)動(dòng)的方式。

　　可以直接把電能轉(zhuǎn)化為光能所以LED芯片在點(diǎn)亮過(guò)程需要吸收輸入的大部分電能，在此過(guò)程當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生很大的熱量。所以，針對(duì)大功率LED芯片散熱技術(shù)是LED封裝工藝的重要技術(shù)，也是在大功率LED封裝過(guò)程中必須解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

　?。?）LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極。所以高取光率封裝結(jié)構(gòu)也是大功率LED封裝過(guò)程中一項(xiàng)重要的關(guān)鍵技術(shù)。

　　在LED芯片發(fā)光過(guò)程中，在發(fā)射過(guò)程中，由于界面處折射率的不同會(huì)引起光子反射的損失和可能造成的全反射損失等，所以可以在芯片表面涂覆一層折射率相對(duì)較高的透明膠。

　　這層透明膠必須具有其透光率高、折射率高、流動(dòng)性好、易于噴涂、熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。目前常用的透明膠層有環(huán)氧樹(shù)脂和硅膠這兩種材料。

　　2LED的封裝形式

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，LED的封裝形式有很多種，有引腳式封裝、表面組裝貼片式封裝、板上芯片直接式封裝、系統(tǒng)封裝式封裝。

　　小功率LED的封裝一般采用的是引腳式LED封裝形式。引腳式LED封裝也比較常見(jiàn)。普通的發(fā)光二極管基本都是采用引腳式封裝。引腳式LED封裝熱量是由負(fù)極的引腳架散發(fā)至PCB板上，散熱問(wèn)題也比較好的解決。但是也存在著一定的缺點(diǎn)，那就是熱阻較大，LED的使用壽命短。

　　表面組裝貼片式封裝（SMT）是一種新型的LED封裝方式，是將已經(jīng)封裝好的LED器件焊接到一個(gè)固定位置的封裝技術(shù)。SMT封裝技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可靠性強(qiáng)、易于自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)、高頻特性好。SMTLED封裝形式是當(dāng)今電子行業(yè)中最流行的一種貼片式封裝工藝。

　　板上芯片直裝式（COB）LED封裝技術(shù)是一種直接貼裝技術(shù)，是將芯片直接粘貼在印刷電路板上，